[发明专利]植物耐旱相关蛋白GpLhcb5及其编码基因与应用

说明书

技术领域

本发明涉及植物耐旱相关蛋白GpLhcb5及其编码基因与应用。

背景技术

苔藓植物是自然界的拓荒者之一，许多种属具有很强的耐旱能力，在世界范围内的干旱、半干旱地区广泛分布着耐旱藓类，起着重要的生态作用。苔藓是水生到陆地的先锋植物，面临干旱与低温等恶劣环紧的胁迫，苔藓植物形成了一套独特的适应恶劣环境的机制，成为极端生境的主要植被和极地海拔地带的优势植被类群。藓类植物的抗旱能力极强，其极端的耐旱能力早就引起研究者的密切关注，其研究水平已经深入到寻找抗旱基因水平。

当植物处于高于光合作用所能利用的光强时易产生光抑制，甚至光破坏。植物的避光性反应就是前一种降低能量捕获机制的反映。而过多能量的非辐射耗散则是通过LHC蛋白参与不同过程的复杂机制来实现的。这种机制是通过PSII的捕光色素结合蛋白在跨类囊体膜的ΔpH存在下和从PSII反应中心转移能量的调节来使能量陷井开放。此过程产生光保护以保证在高光强下不降低光合效率。研究表明若LHCII的含量减少，则会干扰植物执行正常光合功能时所必需的类囊体膜的正常垛叠，使类囊膜的结构发生紊乱，那么就无法维持类囊体的功能，随之会产生叶绿素的丧失，进而导致光合系统的崩溃，植株的生活力会立即下降。

发明内容

本发明的目的是提供一种植物耐旱相关蛋白GpLhcb5及其编码基因与应用。

本发明提供的植物耐旱相关蛋白(GpLhcb5)，来源于毛尖紫萼藓(Grimmia.pilifera)，是如下(a)或(b)的蛋白质：

(a)由序列表中序列2所示的氨基酸序列组成的蛋白质；

(b)将序列2的氨基酸序列经过一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加且与植物耐旱性相关的由序列2衍生的蛋白质。

序列表中的序列2由310个氨基酸残基组成，包含一个叶绿素a/b结合的超家族(Chloroa_b-bind Superfamily)(自序列2的106至274位氨基酸残基)。

所述一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加是指将序列2的上述 结构域外的氨基酸进行取代/或缺失和/或添加。

序列表中的序列1所示的由1176个核苷酸组成，自5’第1至74位核苷酸为5’非编码区(5’-UTR)(74bp)，第75至1007位核苷酸为编码序列(933bp)，第1008至1010位核苷酸为终止密码子，第1011至1176位核苷酸为3’非编码区(3’-UTR)(169bp)。

含有以上任一所述基因的重组表达载体也属于本发明的保护范围。

可用现有的植物表达载体构建含有所述基因的重组表达载体。

所述植物表达载体包含双元农杆菌载体和可用与植物微弹轰击的载体等。所述植物表达载体还可包含外源基因的3’端非翻译区域，即包含聚腺苷酸信号和任何其它参与mRNA加工或基因表达的DNA片段。所述聚腺苷酸信号可引导聚腺苷酸加入到mRNA前体的3’端，如农杆菌冠瘿瘤诱导(Ti)质粒基因(如胭脂合成酶Nos基因)、植物基因(如大豆贮存蛋白基因)3’端转录的非翻译区均具有类似功能。

使用所述基因构建重组植物表达载体时，在其转录起始核苷酸前可加任何一种增强型启动子或组成型启动子，如花椰菜花叶病毒(CAMV)35S启动子、玉米的泛素启动子(ubiquitin)，它们可单独使用或与其它的植物启动子结合使用；此外，使用本发明的基因构建植物表达载体时，还可使用增强子，包括翻译增强子或转录增强子，这些增强子区域可以ATG起始密码子或邻近接区起始密码子，但必需与编码序列的阅读框相同，以保证整个序列的正确翻译。所述翻译控制信号和起始密码子的来源是广泛的，也可以是天然的，也可以是合成的。翻译起始区域可以来自转录起始区域或结构基因。

为了便于对转基因植物细胞或植物进行鉴定及筛选，可对所用植物表达载体进行加工，如加入可在植物中表达的编码可产生颜色变化的酶或发光化合物的基因(GUS基因、萤光素酶基因等)、具有抗性的抗生素标记物(庆大霉素标记物、卡那霉素标记物等)或是抗化学试剂标记基因(如抗除莠剂基因)等。从转基因植物的安全性考虑，可不加任何选择性标记基因，直接以逆境筛选转化植株。